Защитное бесфильтровое покрытие откосов гидротехнического сооружения
Использование: в области гидротехнического строительства для защиты откосов дамб, каналов, водохранилищ, выполняемых из связных грунтов, работающих в условиях частых и больших по величине колебаний уровня воды в условиях воздействия ледовых нагрузок, в частности верховых откосов ГАЭС и ГЭС суточного регулирования. Сущность изобретения: защитное бетонное покрытие включает монолитную бетонную плиту, закрепленную на откосе, толщина которой определяется из условия устойчивости на преобладающее воздействие ледовой нагрузки приведенной по формуле. 3 ил.
Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для защиты откосов дамб, каналов, водохранилищ, выполняемых из связных грунтов, работающих в условиях частых и больших по величине колебаний уровня воды в условиях воздействия ледовых нагрузок, в частности верховых откосов ГАЭС и ГЭС суточного регулирования.
Известно крепление верхового откоса гидросооружения, содержащее дренажный слой и железобетонное покрытие в виде плиты [1] Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является монолитное железобетонное покрытие в виде плиты с закрытыми швами через сплошные бетонные зубья, расположенные поперек откоса, заделанной в тело плотины [2] Недостатком таких покрытий откосов гидротехнического сооружения в условиях действия отрицательных температур является недостаточная надежность при действии ледовых нагрузок. Ожидаемый технический результат может быть достигнут, если в известной конструкции защитного бесфильтрового покрытия толщину hпл бетонной плиты определить из условия устойчивости на преобладающее воздействие ледовой нагрузки по формуле: hпл , где , лом, б соответственно плотность воды, ломаного льда и бетона, т/м3; n разница между осредненной пористостью массы льда нагромождения и пористостью собственно льда; 1,25 числовой параметр, полученный путем обpаботки натурных наблюдений; Fпл' площадь бетонного покрытия на длине 1 м рассматриваемого участка сооружения с нагромоздившимся на откосе льдом, при ширине 1 м Fпл' lнгр' 1, м2, где lнгр' длина рассматриваемого участка откоса с нагромоздившимся льдом, м; Wнгр' объем возможного нагромождения ломаных льдин, смерзшихся между собой и примерзших к бетонному покрытию в период сработки водоема, м3 Wнгр hнгр lнгр 1, м3. где hнгр толщина возможного нагромождения ломанных льдин, смерзшихся между собой и примерзших к бетонному покрытию в период сработки водоема. По результатам натурных наблюдений строится эпюра толщины нагромоздившегося льда на откосе или берме и значение толщины возможного нагромождения находится в пределах hнгр (hлом hнгрмакс), м где hлом толщина ломаных льдин, мhлом Кр th, где Кр показатель, учитывающий понижение температуры воды у берегов водоема, Кр (1,0-1,2);
показатель, учитывающий влияние скорости ветра на формирование поля льда, 0,022 при штиле, 0,031 при скорости ветра W < 8 м/с, 0,044 при скорости ветра W > 8 м/с;
th функции, учитывающие нарастание суммы отрицательных среднемесячных температур соответственно за средний многолетний период и за наиболее морозный год; определяются по графикам;
hнгрмакс толщина максимально возможного нагромождения ломаного льда определяется, исходя из общего объема ломаного льда Wлом, образующегося в зоне разлома, Wлом hлом bрзл 1, м3;
bрзл ширина зоны разлома, м,
bрзл Кз(Нср m + bбрм);
Кз коэффициент запаса, учитывающий накопление тороса при перемещении ветром или течениями льда поля, К3 (1,2-1,9);
Нср высота сработки уровня воды в водоеме, м;
bбрм ширина берм, м;
m коэффициент заложения откоса гидротехнического грунтового водооградительного сооружения. На фиг. 1 дана схема-эпюра ледовой нагрузки на покрытие откоса водоема ГАЭС при наполненном водоеме до отметки НПУ; на фиг. 2 при сработанном водоеме до отметки УМО; на фиг. 3 графики функций th ( t, Т, W). Бетонное монолитное покрытие откоса гидротехнического сооружения возводят путем укладки бетона в отдельные плиты, ограниченные переносной опалубкой. Конструктивные размеры отдельных плит lпл, м принимают в зависимости от производственных возможностей бетонного хозяйства, но не менее допустимых размеров lпл lдоп, м. Допустимые размеры плиты определяют известными способами, исходя из условия устойчивости плиты на откосе.
Формула изобретения
где , лом, б соответственно плотность воды, ломаного льда и бетона, т/м3;
n разница между осредненной пористостью массы льда нагромождения и пористостью собственно льда;
1,25 числовой параметр, полученный путем обработки натурных наблюдений;
площадь бетонного покрытия на длине 1 м рассматриваемого участка нагромоздившегося на откосе льда при ширине 1 м, м2;
объем возможного нагромождения льдин, смерзшихся между собой и примерзших к бетонному покрытию в период сработки водоема, м3,
где hНгр толщина возможного нагромождения ломаных льдин, смерзшихся между собой и примерзших к бетонному покрытию в период сработки водоема, определяемая по построенной по результатам натурных наблюдений эпюре толщины нагромоздившегося льда на откосе или берме и находящаяся в пределах
hНгр= hлом hvfrНгрc ,
где hлом= Kрth толщина ломаных льдин, м;
где Kр 1,0 - 1,2 показатель, учитывающий понижение температуры воды у берегов водоема;
показатель, учитывающий влияние скорости ветра на формирование поля льда, d= 0,002 при штиле, d= 0,031 при скорости ветра W < 8 м/c, d= 0,044 при скорости ветра W > 8 м/с;
h, th- параметры, учитывающие нарастание суммы отрицательных среднемесячных температур соответственно за средний многолетний период и за наиболее морозный год, определяемые по графикам;
hмакНгрс толщина максимально возможного нагромождения ломаного льда, определяемая, исходя из общего объема ломаного льда Wлом, образующегося в зоне разлома, Wлом hлом bрзл; м3;
bрзл= Kз(Hсрm+bбрм) ширина зоны разлома, м;
где Kз= 1,2-1,9 - коэффициент запаса, учитывающий накопление тороса при перемещении ветром или течениями льда поля;
Hср высота сработки уровня воды в водоеме, м;
bбрм ширина берм, м;
m коэффициент заложения откоса гидротехнического грунтового сооружения;
длина участка откоса с нагромоздившимся льдом, м.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3